综述：采用物理气相沉积技术制备的氧化钨基薄膜在光电化学水分解中的应用：综述

《Chemistry – An Asian Journal》：Tungsten Oxide-Based Thin Films Prepared by Physical Vapor Deposition Techniques for Photoelectrochemical Water Splitting: A Review

全球能源需求增长引发环境与经济挑战，水裂解制氢成为研究热点。光解水技术中，WO3基薄膜通过物理气相沉积（PVD）技术制备，其中溅射法获得高光电流密度与结晶性，脉冲激光沉积（PLD）能精确调控 stoichiometry 和纳米结构。但存在 stoichiometry 控制、载流子复合、光吸收不足、导电性差及缺陷等问题，需通过联合化学气相沉积（CVD）与PVD、优化溅射参数等策略解决。

　　

摘要

全球能源需求的增长引发了人们对环境可持续性和经济稳定性的担忧。这促使人们积极寻找可再生和绿色能源。通过水分解反应生产氢气是一条有前景的途径，因为该过程产生的副产品是氢气和氧气。光电化学技术已成为水分解的有效方法之一，在大规模生产氢气方面具有巨大潜力。在各种半导体光电电极中，氧化钨（WO₃）因其合适的带隙、良好的化学稳定性和在可见光区域的强吸收能力而受到了广泛关注。本文综述了利用物理气相沉积（PVD）技术制备的基于WO₃的薄膜，包括热蒸发、溅射、脉冲激光沉积（PLD）和电子束蒸发等方法。研究表明，溅射得到的WO₃薄膜通常具有较高的光电流密度和更好的结晶性，而PLD技术则能够精确控制化学计量比和纳米结构。然而，仍存在一些关键挑战，如化学计量比和相稳定性控制、载流子复合问题、由于宽带隙导致的光吸收有限、导电性低以及结构缺陷等。文章提出了克服这些限制的策略，例如采用热蒸发和电子束蒸发、结合化学气相沉积（CVD）和物理气相沉积技术，以及优化溅射条件。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。